激光晶体是激光器和惯性约束核聚变反应器的核心部件,目前激光晶体广泛采用磷酸二氢钾(KDP)和钇铝石榴石(YAG)等晶体。随着技术的发展,大功率激光器对激光平晶的加工精度提出了更高要求,环形抛光加工是解决激光平晶高质量高效加工的重要手段,超精密抛光机的抛光主轴运动精度以及抛光盘面形精度决定着大尺寸KDP晶体的加工面形精度,因此研究高平稳运转的抛光主轴以及测量和评价抛光盘面形精度是机床研制过程中须解决的问题。本文提出了大尺寸KDP晶体抛光机测量和加工一体化控制方法,搭建控制系统硬件和软件,自主设计UI界面,实现了大尺寸KDP晶体抛光机主轴运动控制和抛光盘面形测量。具体研究内容如下:(1)综合考虑抛光机机械结构及控制需求,设计控制系统硬件结构和软件层次,进行电气控制柜设计和关键电气元件选型,基于LabVIEW和研华Application Programming Interface(API)通用运动架构,编写控制系统软件代码并设计UI界面。(2)基于三闭环控制理论,设计了抛光机的主轴运动控制系统,使用Matlab内嵌的Simulink模块对主轴运动控制系统进行仿真,主轴转速上升时间随转速命令的增加而增大,系统启动时的转速波动量最大为0.54%,达到设计要求。对主轴运动控制系统进行稳定性试验,主轴运动的最大转速波动量为0.64%,满足抛光机在环抛加工过程中对其加工稳定性的要求。(3)对抛光机的盘面测量系统进行控制层面设计,对接触式测头进行数学建模并分析其测量误差,得到最佳测量时的运动速度为35 mm/min、测头倾角为30°。进行盘面测量方案优化选择,开发数据处理系统并对盘面测量数据进行处理。(4)对开发的盘面测量系统进行误差补偿并进行抛光盘面测量,与三坐标测量机的测量结果进行对比。结果表明,盘面测量系统的误差精度为6μm,满足设计要求。修整后的盘面平面度为22μm,实现了大尺寸KDP晶体抛光机的测量加工一体化控制。